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arthurzhaojun至尊木蟲 (著名寫手)
小木蟲元帥
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【轉(zhuǎn)帖】關(guān)于墨西哥灣漏油的科學(xué)評述 已有6人參與
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關(guān)于墨西哥灣漏油的科學(xué)評述 刊于《南方周末》 墨西哥灣漏油事件 —— 一場正在蔓延的“生態(tài)災(zāi)難” 2010年4月21日，英國石油公司（BP）租賃的“深水地平線”鉆井平臺發(fā)生爆炸，造成11名員工死亡，36小時(shí)后鉆井平臺沉入墨西哥灣。4月24日平臺底部油井開始大量泄漏原油。4月29日，美國政府將該海洋原油污染事件定性為“國家災(zāi)害”，6月5日初步估計(jì)原油每天的泄漏量在4萬桶左右，10日又提升至每天6萬桶（9500噸）。至今兩個多月，BP公司和美國政府采取數(shù)種補(bǔ)救措施，均收效甚微。目前“深水地平線”鉆井平臺每四天的泄漏量，相當(dāng)于1989年“�？松ね郀柕掀潯碧栍洼喸诎⒗辜有孤┑目偭俊６笳咴环Q為“美國歷史上最為嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)害”。 “堪比‘9.11’的國家災(zāi)難” 美國《科學(xué)》雜志在其網(wǎng)站的顯著位置，用一組動態(tài)數(shù)據(jù)形象說明，此次漏油事件的嚴(yán)重程度及惡劣影響。 “‘深水地平線’探井泄露處高達(dá)1億帕斯卡的壓強(qiáng)；僅每天回收的原油價(jià)值就一百五十萬美元�！� “墨西哥灣尚存5種海龜；29種海洋哺乳動物；2008年漁業(yè)收入高達(dá)10億英鎊；目前美國在墨西哥灣33%的海域被列為禁漁區(qū)；32處生物棲息地受到原油污染的侵襲。” “為處理溢油，已經(jīng)布置了735公里的攔油柵；建立72公里的沙護(hù)堤；僅6月1日就投放原油分散劑一百萬升；” “120余位科研工作者已經(jīng)緊急投入此領(lǐng)域研究；美國科學(xué)基金會投入175萬美元，啟動了25個緊急研究項(xiàng)目，已經(jīng)花費(fèi)171船時(shí)的科考時(shí)間” …… 隨著時(shí)間的發(fā)展，這些數(shù)據(jù)還在不斷的攀升。 事件發(fā)生后，美國負(fù)責(zé)監(jiān)管石油勘探的礦產(chǎn)資源管理局局長直接引咎辭職。總統(tǒng)奧巴馬度兩度推遲出訪、四次親臨現(xiàn)場，并緊急發(fā)表非例行全國電視講話。隨著漏油事件的日益惡化，美國政府在此事件上的應(yīng)急反應(yīng)，連帶此前的能源安全戰(zhàn)略，都備受公眾指責(zé)。奧巴馬直接面臨著公眾的信任危機(jī)。政治家將此比喻為奧巴馬面臨“卡特里娜”颶風(fēng)，后者在2005年直接造成美國南部1800人死亡。 經(jīng)濟(jì)上，“墨西哥灣漏油”事件帶來的損失遠(yuǎn)不止肇事公司——BP公司股票下跌，以及承擔(dān)200億美元“托管基金”和上不封頂?shù)馁r償。美國墨西哥灣沿岸諸州的漁業(yè)、旅游業(yè)遭受重創(chuàng)，美國整個近海石油開發(fā)全部叫停，大量石油產(chǎn)業(yè)工人失業(yè)。經(jīng)濟(jì)學(xué)家甚至認(rèn)為，此事件會導(dǎo)致美國經(jīng)濟(jì)的二次衰退。處于經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇期的美國民眾自信心遭受沉重打擊。 外交上，英國政府每年六分之一的養(yǎng)老基金來自BP公司的股票分紅。美英兩國對于該事件處理過程中存在的分歧，已經(jīng)對兩國外交關(guān)系帶來負(fù)面影響。 6月23日，美國一位負(fù)責(zé)清理墨西哥灣漏油的船長自殺身亡， “墨西哥灣漏油”事件所引發(fā)的種種連鎖反應(yīng)開始顯露。該事件已經(jīng)由“美國歷史上最嚴(yán)重的環(huán)境污染”，演變?yōu)樯鐣绊懣氨取啊?.11’的國家災(zāi)難”。 堵漏措施，收效甚微 石油被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)的血液”，它是重要的能源物質(zhì)和化工原料。但是，原油泄漏至海洋后，會發(fā)生一系列復(fù)雜變化，如擴(kuò)散、蒸發(fā)、溶解、乳化、光化學(xué)氧化、微生物氧化、沉降形成深海油團(tuán)等等。溢油覆蓋的海面會減少太陽輻射，阻隔氣液交換，直接影響藻類的光合作用，危及整個海洋生物食物鏈；海面上的浮油浸濕海鳥、動物的皮毛后，會造成其低溫死亡。海面以下的油團(tuán)變成重油后，會沉降在海底，危及海底生態(tài)環(huán)境。而溢油中含有的有害物質(zhì)如烴類、芳香烴（PAHs）等，會造成原油污染地區(qū)生物急性死亡或慢性中毒。因此原油泄漏往往會給污染海域的生態(tài)帶來災(zāi)難性的破壞。更為嚴(yán)重的是，原油中的致癌物質(zhì)如烴類、芳香烴，會通過食物鏈在海洋生物體內(nèi)累積，最終通過海產(chǎn)品危及人類的健康。 “深水地平線探井”漏油事故發(fā)生后，BP公司馬上采取數(shù)種補(bǔ)救措施。但此時(shí)，常規(guī)的辦法“攔油柵”、“吸油棒”等措施，相對于每天幾萬桶的原油泄漏量來說，無異于杯水車薪；人們寄予厚望的堵漏辦法又屢遭失敗。6月24日，“防油帽”被迫重新安裝。近兩個月廣泛使用的化學(xué)分散劑，治標(biāo)不治本；而真正能夠達(dá)到止漏效果的“減壓井”法，雖早在5月初便開始實(shí)施，但最早要到8月份才能看到效果。 6月2日，一位在科威特成功封堵數(shù)百個泄漏油井的工程師，提出了一個大膽的建議：直接用管路輸送鋼球堵住漏洞。美國能源部長朱棣文對此表示，辦法很簡單但是論證起來卻很復(fù)雜。這個辦法看起來有些荒誕，但是，“沒有變得更壞也許就是最好的辦法。” 進(jìn)入六月末，隨著墨西哥灣熱帶颶風(fēng)季節(jié)的來臨，堵漏工作將會變得更加困難。 無奈之下，路易斯安娜州州長曾建議修建高2米，長160公里的沙堤來抵御浮油。由于沙堤在暴風(fēng)雨中的穩(wěn)固性，以及抵御原油效果備受專家質(zhì)疑，路易斯安那州最終建立了70公里的沙堤，以用于防止?jié)竦卦馐芤缬颓治g。 此外，BP公司在此次事件中廣泛使用的化學(xué)分散劑也備受質(zhì)疑。分散劑是一種類似餐具洗滌液的表面活性劑，可以中和原油中的酯基，使原油分散成微小的液滴，這些小液滴可以直接被微生物降解轉(zhuǎn)化。BP公司目前使用的兩種分散劑Corexit 9500和 Corexit EC9527A，前者主要針對新泄漏的原油，后者則對風(fēng)化的原油起作用。此次事件中使用的分散劑劑量之大前所未有，BP公司每天的投放量在幾十噸以上�！蹲匀弧冯s志的相關(guān)報(bào)道指出，分散劑可以減輕海面上浮油對生物的傷害，但是對于海底的原油污染卻無能為力。而且已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)證明，化學(xué)分散劑對魚蝦等海洋生物會造成危害。況且，如此大量化學(xué)分散劑的使用是否對“嗜油微生物”造成影響還不得而知。 目前最為安全有效的辦法，也許當(dāng)屬利用微生物對污染海域進(jìn)行“生物修復(fù)”。自然界中每年有130萬噸的原油通過滲透泄露到海洋，但是這些原油絕大多數(shù)可以被“嗜油菌”降解掉。這些“嗜油菌”包括深海食烷菌 (Alcanivorax）、解環(huán)菌屬(Cycloclasticus)等。原油中的烴類物質(zhì)，對于它們來說成了生長必需的碳源。人們可以利用這些“嗜油微生物”，來降解原油中的烴類物質(zhì)，甚至多環(huán)芳烴。 但是人為原因造成的原油泄漏，會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以上自然菌群的分解能力。目前，人們利用自然界中分離出的超級“嗜油菌”或者實(shí)驗(yàn)室里構(gòu)建的基因工程菌，通過向其生長環(huán)境添加其他氮源、無機(jī)磷等營養(yǎng)成分，促進(jìn)這些“嗜油菌”生長繁殖，達(dá)到污染海域生物修復(fù)的目的。這種技術(shù)已經(jīng)在1989年“�？松ね郀柕掀澨枴庇洼喡┯褪录械玫搅藨�(yīng)用。 事實(shí)上，目前墨西哥灣原油污染區(qū)域的溶氧水平下降，已經(jīng)表明“嗜油菌”開始大量生長繁殖。但是，按照現(xiàn)有原油泄漏量計(jì)算，進(jìn)行污染海域的生物修復(fù)需要5000噸以上的海洋烷烴降解菌。無論是自然環(huán)境產(chǎn)生還是人工培養(yǎng)，這在短時(shí)間內(nèi)都是難以實(shí)現(xiàn)的。 “沒有吸收教訓(xùn)”，二十年后重蹈覆轍 在“墨西哥灣漏油”事件發(fā)生之前，“�？松ね郀柕掀澨枴� 油輪在美國阿拉斯加灣的漏油曾被定義為“美國歷史上最為嚴(yán)重的環(huán)境污染”。 1989年發(fā)生的“�？松ね郀柕掀澨枴甭┯褪录�，漏油總量42,000,000升，只是相當(dāng)于“深水地平線”鉆井平臺的每四天泄漏量。但是，該事件卻造成了阿拉斯加灣生態(tài)環(huán)境的毀滅性災(zāi)害： 2,100公里海岸線遭受污染，25萬只海鳥、近4000只海獺、300只斑海豹、250只白頭海雕以及22只虎鯨死亡；由于大馬哈魚和鯡魚產(chǎn)卵區(qū)遭受原油污染，直接導(dǎo)致此前一度繁榮的鯡魚產(chǎn)業(yè)頻臨破產(chǎn)。該原油泄漏事件造成阿拉斯加地區(qū)捕撈業(yè)損失近200億美元、旅游業(yè)損失近190億美元，而泄漏的溢油對生態(tài)造成破壞則是難以用金錢衡量的。 事發(fā)后，美國政府耗費(fèi)大量人力、物力用于清理泄漏原油，當(dāng)年負(fù)責(zé)清理油污的團(tuán)隊(duì)，在高峰期人數(shù)到1萬人，擁有一百余架飛機(jī)。 2001年由美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）資助的科學(xué)研究表明，即使過去十余年，事發(fā)地“威廉王子港”的海岸上仍殘存8,000升的原油，在基奈半島和卡特邁國家公園，原油污染應(yīng)經(jīng)擴(kuò)散到450英里遠(yuǎn)的地方。原油降解的速率不過每年4%左右，因此原油污染的徹底清除需要花費(fèi)幾十年甚至一個世紀(jì)的時(shí)間。而這期間，雖然像苯、甲苯這樣的單環(huán)烴類可能揮發(fā)掉，但是更具毒性的多環(huán)芳烴類物質(zhì)，卻基本保持著和泄漏事故發(fā)生之初相同的水平。 《科學(xué)》雜志2003年刊發(fā)的綜述認(rèn)為，該事件對生態(tài)環(huán)境的長期破壞超出人們的預(yù)想。生態(tài)毒理學(xué)的研究表明，原油泄漏不僅直接導(dǎo)致藻類、無脊椎動物、海鳥、哺乳動物的急性死亡，而且，污染海域動物體內(nèi)細(xì)胞色素P450酶水平嚴(yán)重超標(biāo)，這表明原油泄漏后殘存的有毒物質(zhì)將長期處于亞致死量水平，依舊危害生態(tài)環(huán)境。 2009年，《科學(xué)美國人》雜志為紀(jì)念“�？松ね郀柕掀澨枴庇洼喡┯褪录苣�，以“為下一次漏油事件準(zhǔn)備”為題，總結(jié)預(yù)防海洋石油污染的相關(guān)措施。人們不曾料到，文章的標(biāo)題竟會“一語成讖”。二十年后，“�？松ね郀柕掀潯碧柭┯褪录懊绹鴼v史上最為嚴(yán)重的環(huán)境危害”， 這一紀(jì)錄被墨西哥灣的“深水地平線”改寫。 近日，世界自然基金刊出標(biāo)題為“沒有吸取教訓(xùn)”的文章，一針見血的指出，二十年來各國政府和石油行業(yè)沒有吸取“�？松ね郀柕掀潯碧柕慕逃�(xùn)，這才是生態(tài)災(zāi)害再度上演的真正原因。 “原油的泛濫與科學(xué)的匱乏” 此次墨西哥灣漏油事件發(fā)生后，美國政府和BP的應(yīng)對措施備受質(zhì)疑，這很大程度上源于，深海油井的泄漏方式不同于以往海面上的船舶泄漏，而且此次原油泄漏量之大遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了專家的經(jīng)驗(yàn)范圍�！巴诙煨枰贸鼋鉀Q解決方案的問題，常常耗費(fèi)科學(xué)家數(shù)月時(shí)間去研究”，這些都導(dǎo)致應(yīng)對措施不及時(shí)、不到位。這同時(shí)也暴露了“海洋原油污染”領(lǐng)域科學(xué)研究的匱乏、滯后。 1989年“埃克森·瓦爾迪茲”號漏油事故發(fā)生后，美國曾經(jīng)掀起過“原油污染”的研究熱潮，但是隨著此事件在人們記憶中褪去，研究工作日漸趨緩，僅直接從事此領(lǐng)域研究的工作人員就縮減了三分之一。這也是導(dǎo)致如今“深水地平線”堵漏不利的重要原因，《自然》雜志就以“原油的泛濫與科學(xué)的匱乏”為題就此作出評述。 漏油事件發(fā)生后，當(dāng)務(wù)之急是對海洋污染程度作出準(zhǔn)確判斷，并預(yù)測出原油污染可能波及的海域。但是，此次原油泄漏點(diǎn)位于海平面以下一千多米，原油泄漏過程中，伴隨著甲烷氣體的釋放，以及化學(xué)分散劑的使用，溢油在浮出水面前會形成微米級的液滴。這些液滴在海面以下形成大量的油團(tuán)，這才是原油泄漏看不見得“陰霾”。也正因如此，事發(fā)兩個月，原油泄漏的準(zhǔn)確數(shù)字都難以估計(jì)。 為此，NOAA投入110人的團(tuán)隊(duì)，根據(jù)定點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)，通過建模的辦法，來預(yù)測墨西哥灣原油污染可能波及范圍。其預(yù)測結(jié)果連同遙感衛(wèi)星的氣象分析，科考船、陸上科學(xué)家等對墨西哥灣生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測數(shù)據(jù)，公布在NOAA下屬網(wǎng)站（GeoPlatform）上，并每天進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。6月23日，NAOO、EPA和白宮聯(lián)合發(fā)布了關(guān)于原油泄漏的首份科研報(bào)告。 面對日益嚴(yán)重的原油污染，政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)和相關(guān)科研單位的科學(xué)家都緊急投入此領(lǐng)域研究。美國自然基金會啟動了175萬美元的緊急科研啟動基金， NAOO有5艘科考船駛?cè)胛廴竞Ｓ蜻M(jìn)行頻繁取樣。BP公司也承諾提供5億美元用于研究原油泄漏對生態(tài)破壞的長期破壞。 由于傳統(tǒng)方法中，采用觀察海域中浮油面積來預(yù)估原油泄漏量和污染程度，受海洋湍流、水油氣混合干擾。利用衛(wèi)星云圖又受天氣因素影響。目前，美國科學(xué)家科學(xué)家正在積極開發(fā)新的定量方法，通過測定海水中的甲烷來評估原油的污染程度。 BP公司工程師發(fā)現(xiàn)此次原油泄漏中40%的物質(zhì)為甲烷。海洋科考船也進(jìn)一步證實(shí)，原油泄漏區(qū)深海水域的甲烷含量超標(biāo)，最高甚至達(dá)到正常值的一百萬倍。對于原油及甲烷對海洋生物的危害，科學(xué)家們正在對從單細(xì)胞藻類到金槍魚的整個食物鏈進(jìn)行監(jiān)視。并利用“生態(tài)毒理學(xué)”的研究方法，判定海豚、抹香鯨等暴露在原油有害成分下的生存閾值。此外，研究人員還對污染地區(qū)植物的生長速率、光和作用進(jìn)行跟蹤調(diào)查。 原油中的多環(huán)芳烴類物質(zhì)，以及此次大量使用的化學(xué)分散劑都是食品安全的隱患。常規(guī)辦法檢測海產(chǎn)品中PAHs需要7天時(shí)間，即便是NAOO的毒理實(shí)驗(yàn)室也需要至少三天時(shí)間。目前，賽默飛世爾公司正在建立“緊急毒理實(shí)驗(yàn)室”，利用氣相分析手段建立多環(huán)芳烴類化合物以及分散劑的快速檢測方法，用以預(yù)防原油污染帶來的食品安全問題。 6月23日，負(fù)責(zé)清理溢油的一名美國船長自殺身亡后，長期暴露在原油泄漏環(huán)境會對人類身體、心理健康造成哪些危害，也進(jìn)入了科學(xué)研究的范疇。 “亡羊補(bǔ)牢”莫如“曲突徙薪” “墨西哥灣漏油事件”發(fā)生在經(jīng)濟(jì)、科技高度發(fā)達(dá)的美國本土，肇事方BP公司擁有世界上最為先進(jìn)的石油開發(fā)技術(shù)，但面對“深水地平線”原油泄漏，仍然束手無策。BP公司承擔(dān)的200億美元的保證金看似金額巨大。它似乎可以承擔(dān)漁業(yè)、旅游業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失以及清理溢油的各項(xiàng)成本。但是，生態(tài)環(huán)境的破壞又由誰來買單呢，生態(tài)壞境讓我們每個人收益，卻又不專屬于任何人。它的賠償如何計(jì)算，又如何實(shí)施呢？《自然》援引生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家的話，墨西哥漏油事件給生態(tài)環(huán)境帶來的損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上述保證金，它至少在340億到6700億美元。 “墨西哥灣漏油事件”再次說明，亡羊補(bǔ)牢遠(yuǎn)不如曲突徙薪，防患于未然。面對夢魘般的原油污染，必須事先建立起嚴(yán)格的監(jiān)控體系、完備的應(yīng)急預(yù)案。 世界自然基金就此提出以下具體措施：設(shè)立原油運(yùn)輸?shù)摹敖雇ㄐ袇^(qū)”；延緩近海石油的開采并進(jìn)行充分的風(fēng)險(xiǎn)評估；實(shí)施嚴(yán)格的生態(tài)保護(hù)措施；建立國際通用法規(guī)等等。 我國是世界第二大石油進(jìn)口國，這其中90%原油通過海上船舶運(yùn)輸。同樣也存在著原油泄露污染近海的隱患。更為嚴(yán)重的是，我國當(dāng)前已經(jīng)處于環(huán)境污染事故高發(fā)期，近年石油化工企業(yè)造成的水污染事件屢見不鮮。從2005年吉林石化苯污染松花江，到近年頻發(fā)的兒童血鉛事件。這些都是由于化工企業(yè)的無限制排放或者突發(fā)事故造成的典型水質(zhì)污染事件。 面對公共環(huán)境突發(fā)事件，政府，企業(yè)、科研單位的緊急協(xié)調(diào)應(yīng)對，顯得尤為重要。美國墨西哥漏油事件尚未最終解決，但是此事件過程中，美國政府的高度重視，科學(xué)研究的迅速跟進(jìn)，以及污染信息及時(shí)透明的在線公布等等，都是值得借鑒的。這不禁讓人想起當(dāng)年吉林石化苯車間爆炸后，企業(yè)信誓旦旦的保證，“爆炸只會產(chǎn)生水和二氧化碳，不會污染水源” 。而事實(shí)上，苯泄漏卻造成松花江流域嚴(yán)重水污染，哈爾濱市停水?dāng)?shù)日，影響甚至波及鄰邦。當(dāng)年企業(yè)方所謂的科學(xué)解釋聞之可笑，但是如今放在“墨西哥灣漏油事件”的語境下，卻讓人后背發(fā)涼�！氨ㄖ粫a(chǎn)生水和二氧化碳”這句話暴露的遠(yuǎn)不止是科學(xué)上的無知。這句話背后隱含的是，政府監(jiān)管的不利，企業(yè)道德的缺失，以及科學(xué)研究、公眾傳媒的緘默！ 也許，墨西哥灣離我們很遠(yuǎn)，生態(tài)災(zāi)難離我們卻很近。 本文引用地址： http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=340324 |
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《墨西哥灣漏油事件科學(xué)評述》的寫作初衷 近日，其實(shí)我一致關(guān)注“墨西哥灣漏油”事件，也期待希望從科學(xué)的角度，對該事件進(jìn)行解讀。于是，我嘗試著寫了一篇述評。 主要想說明以下問題： 一、如何解讀奧巴馬把“墨西哥灣漏油”比作“911式的國家災(zāi)害”。 二、從科學(xué)的角度，說明原油泄漏對海洋生態(tài)的危害，以及該事件發(fā)生后，美國政府和BP采取了哪些補(bǔ)救措施。 三、介紹20年前該事件的翻版“埃克森·瓦爾迪茲號”漏油事件 四、科學(xué)界在應(yīng)對漏油事件上做了哪些最新工作。 以上素材基本來自《科學(xué)》、《自然》、《科學(xué)美國人》，《華盛頓郵報(bào)》等國外主流媒體。這其中最為有意思的三篇文章是： 《科學(xué)美國人》的“20 Years After the Exxon Valdez: Preventing--and Preparing for--the Next Oil Spill Disaster” 世界自然基金組織的“Lessons Not Learned：20 Years After the Exxon Valdez Disaster Little Has Changed in How We Respond to Oil Spill s in the Arctic” 《自然雜志》 的“Flood of oil, drought of research：Scientists frustrated as questions about the Gulf of Mexico oil spill go unanswered” 本文正是在以上素材上搭建而成。行文過程中穿插著“石油污染”、“化學(xué)分散劑”、“微生物修復(fù)”等科學(xué)名詞的解釋。 本文引用地址： http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=340326 |
3樓2010-07-02 00:54:40
shhongyuan6331
木蟲 (正式寫手)
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4樓2010-07-02 05:43:30
changh
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5樓2010-07-02 08:35:54
differ
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6樓2010-10-20 11:54:22
Ky_20060924
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7樓2010-10-20 14:40:08
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8樓2010-10-20 14:40:30
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9樓2012-11-19 10:38:40
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